- 热化学方程式
- 共127题
火力发电厂释放出大量氮氧化物（NOx）、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：
CH4(g) ＋ 4NO2(g) ＝4NO(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g) △H1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g) ＋ 4NO(g) ＝2N2(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g) △H2＝－1160 kJ·mol－1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_________。
（2）脱碳。将CO2转化为甲醇：CO2(g)＋3H2(g)
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为_________mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡_________（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3_________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）脱硫。利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得。NaOH溶液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32-)︰n(HSO3﹣)变化关系如下表：
① 由上表判断，NaHSO3溶液显_________性，用化学平衡原理解释：_________。
② 当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）：_________。
a．c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b．c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(H+) = c(OH-)
c．c(Na+) + c(H+) = c(SO32-) + c(HSO3-) + c(OH-)
正确答案
（1）CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867 kJ•mol-1
（2）①0.225；正向；②O2 + 4e－+ 4H+＝2H2O；0.005；③＜
（3）①酸；溶液中存在：HSO3-
解析
略。
知识点
用氮化硅陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：
(1) SiCl4的平均反应速率为＿＿＿
(2)平衡后，若改变温度，混合气体的平均相对分子质量与温度的
关系如图所示，下列说法正确的是
A.该反应在任何温度下可自发进行
B，若混合气体的总质量不变，表明上述反应己达到平衡状态
C、其他条件不变，增大Si3N4的物质的量，平衡向左移动
D.按3:2:6的物质的量比增加反应物，SiC14（g）的转化率降低
(3)下表为不同温度下该反应的平衡常数，其他条件相同时，在＿＿＿（填"T1”、“T2”.,
“T3”）温度下反应达到平衡所需时间最长：
假设温度为T1时向该反应容器中同时加入。(SiC14) =0.3 mol/L，c(H2) =0.3 mol/L,，c(N2) ＝
x mol/L, c (HCD ＝0.3 mol/L和足量Si3N4 (s),若要使平衡建立的过程中HCl浓度减小，x的取值
范围为＿＿＿
(4）该反应的原子利用率为＿＿＿＿
(5）工业上制备SiCl4的反应过程如下：
写出二氧化硅、焦炭与Cl 2在高温下反应生成气态SiC14和一氧化碳的热化学方程式_____
正确答案
（1）
（2）AB（2分）
（3）
（4））24.22%（2分）
（5）
解析
略
知识点
铁、铜及其化合物在工农业生产中应用广泛。
（1）在潮湿空气中，钢铁发生电化学腐蚀转化为Fe(OH)2的反应方程式为_________。在含有等浓度硫酸溶液的下列装置中，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是_________（用序号填写）。
（2）已知：3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) 
2Al(s)+3/2O2(g)=A12O3(s) 
则焊接钢轨时铝与Fe3O4发生反应生成铁和Al2O3的热化学方程式为_________。
（3）Na2FeO4具有强氧化性，其电解制法如图所示，请写出阳极的电极反应式_________。Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂，其原理是_________。
（4）工业上常用FeCl3溶液腐蚀印刷线路板，发生反应的离子方程式是_________。
若腐蚀铜板后的溶液中，Cu2+、Fe3+和Fe2+浓度均为0.1 mol·L-1 ，结合下图分析，当混合溶液中通入氨气调节溶液的pH=5.6时，溶液中存在的金属阳离子为_________。从图中数据计算Fe(OH)2的溶度积Ksp[Fe(OH)2]=_________。
已知：横坐标为溶液的pH，纵坐标为金属离子的物质的量浓度的对数（当溶液中金属离子浓度
正确答案
（1）2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2；⑤③②①④
（2）8Al(s)+3Fe3O4(s)=4Al2O3(s)+9Fe(s) △H= −3348.8 kJ·mol－1
（3）Fe + 8OH- -6e-= FeO42- + 4H2O；Na2FeO4具有强氧化性，能起到杀菌、消毒作用；高价的铁被还原成的Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体，能吸附水中杂质。
（4）2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ +Cu2+；Cu2+、Fe2+；1.0
解析
略。
知识点
某学习小组为研究低价态氮元素物质的还原性，以NH3为例设计了如下图实验（夹持设备略去）
I.检验气密性后关闭弹簧夹I打开弹簧夹II，点燃酒精灯，铜丝红热后打开分液漏斗的活塞，A中气体进入B中时不断通入空气，反应一段时间后熄灭酒精灯。
II.当D中有明显现象时关闭弹簧夹II；打开弹簧夹I
（1）能证明有氨气产生的现象是 ；氨分子电子式为 。
（2）C中铜丝在熄灭酒灯后仍保持红热说明其中反应为 热反应（填“吸热”或“放热”NH3在C中反应的化学方程式为 。
（3）D中产生红棕色气体和白烟，产生白烟的化学方程式为：
（4）F中也产生大量白烟，写出该反应中反应物的物质的量之比n(NH3):n(Cl2)
（5）用化学方程式及相应理论说明A中能产生大量NH3气体的原因 ，比较某时刻A中分液漏斗溶液平衡常数K1和三颈瓶中溶液的平衡常数K2大小关系，K1 K2(填“<”“=”“>”)。
（6）装置中A稍有不足，应该怎样改进 。
正确答案
见解析。
解析
（1）A中湿润的红色石蕊试纸变蓝；
（2）放热 ，
（3）HNO3 + NH3 = NH4NO3
（4）8:3
（5）
（6）装置中A装置分液漏斗与三颈瓶之间增加一气压平衡管。
（7）Cu(s)+H2O2 (l)+2H＋(aq)=Cu2＋(aq)+2H2O(l) △H=-319.68KJ.mol-1
知识点
I．已知：C(s)＋H2O(g)
一定温度下，在1.0 L密闭容器中放入1 mol C（s）、1 mol H2O(g)进行反应,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：
回答下列问题：
(1)下列哪些选项可以说明该可逆反应已达平衡状态 。
A．混合气体的密度不再发生改变 B．消耗1 mol H2O（g）的同时生成1 mol H2
C．ΔH不变 D．v正(CO) = v逆(H2)
(2)由总压强P和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n总，n总＝____ mol；由表中数据计算反应达平衡时，反应物H2O(g)的转化率α =_____（精确到小数点后第二位）。
Ⅱ．硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)已知25℃时：xSO2 (g)＋2xCO(g)＝2xCO2 (g)＋Sx (s) ΔH＝ax kJ/mol
2xCOS(g)＋xSO2 (g)＝2xCO2 (g)＋3Sx (s) ΔH＝bx kJ/mol。
则反应COS(g)生成CO(g)、Sx (s)的热化学方程式是 。
(2)向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中H2S、HS−、S2−的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与滴加盐酸体积的关系如右图所示（忽略滴加过程H2S气体的逸出）。试分析：
①B曲线代表 分数变化(用微粒符号表示)；滴加过程中，溶液中一定成立：
c(Na+)= 。
②M点，溶液中主要涉及的离子方程式 。
正确答案
I．(1)AD (2)P/P0 ； 79.82%（或0.80）
II．(1)①xCOS(g) = xCO(g)+ Sx(s) ； ΔH=0.5(bx－ax)kJ/mol
(2)①HS－； c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS－)+c(S2－)]（由物料守恒得出）
或c(Na+)= c(Cl－)+c(OH－)+c(HS－)+2c(S2－)－c(H+)（由电荷守恒得出）
②M：2S2－+3H+=HS－+H2S
解析
略
知识点
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